ВКР (Диплом)
Разработка конструкции и технологии изготовления композитного баллона высокого давления для водородного топлива
Представленное исследование посвящено комплексному проектированию конструкции и обоснованию технологического цикла производства композитного баллона высокого давления, предназначенного для хранения водородного топлива в составе бортовых авиационных систем. В тексте подробно рассматриваются физико-механические аспекты взаимодействия конструкционных материалов с водородной средой, анализируется специфика применения металлического и полимерного лейнеров, а также рассчитываются параметры армирующей оболочки на основе углеродного волокна, наносимого методом мокрой намотки. Особое внимание уделено интеграции баллона в структуру авиационных приборов и комплексов, где критическую роль играют минимизация массовых характеристик и обеспечение взрывобезопасности при эксплуатации в условиях переменных температур и вибрационных нагрузок, характерных для отечественных летательных аппаратов. Методологическую базу работы составляют труды специалистов МГТУ им. Н.Э. Баумана и ИТМО в области композитных приборных оболочек, а расчетная часть базируется на нормах прочности Авиационных правил АП-25 и требованиях ГОСТ Р 55176.
Расчет метрологических и прочностных характеристик композитного баллона с разработкой алгоритма оценки остаточного ресурса прибора в процессе эксплуатации.
Переход российской авиационной промышленности к экологически чистым видам топлива и развитие систем на основе водородных топливных элементов требуют создания высоконадежных хранилищ газа, способных выдерживать давление до 700 бар и выше при минимальном весе. Учитывая жесткие требования Минпромторга России по импортозамещению критических узлов авиационных комплексов, разработка отечественных методологий проектирования баллонов четвертого типа становится стратегически важной задачей для обеспечения технологического суверенитета в сегменте беспилотной и малой авиации.
Научное обоснование конструктивных параметров и разработка технологического процесса изготовления облегченного композитного баллона, удовлетворяющего требованиям надежности и безопасности авиационных приборных систем.
1. Провести патентно-информационный анализ достижений ведущих российских КБ и НИИ в области создания композитных сосудов высокого давления для авиакосмической отрасли.
2. Осуществить подбор материалов для внутреннего герметизирующего слоя и высокомодульного армирующего наполнителя с учетом коэффициента линейного термического расширения.
3. Выполнить теоретический расчет геометрических параметров оболочки и толщины намотки для обеспечения заданного коэффициента запаса прочности согласно АП-25.
4. Разработать функциональную схему интеграции измерительных датчиков давления и температуры в конструкцию баллона для мониторинга его состояния.
5. Сформулировать регламент технологического процесса изготовления изделия, включая температурные режимы полимеризации связующего.
6. Оценить показатели надежности и вероятность безотказной работы изделия в условиях типового полетного цикла.
- Оформление по ГОСТ
- Содержание и структура уже собраны
- Подходит как пример для своей темы
